vakuumisolationspaneele in der kältetechnik (roland caps)

Vakuumisolationspaneele in der KältetechnikDr. Roland Caps, va‐Q‐tec AG

4. Fachkongress “Kältetechnologien – Quo vadis”20. März 2012 Berlin

va‐Q‐tec | März 2012

Vakuumverpackte Dämmstoffe mit Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,003 und 0,005 W/mK

Anwendung Kältetechnik:Isolierung von Kühl- und GefriergerätenIsolierung temperaturkonstanter TransportbehälterIsolierung betriebstechnischer Anlagen

Vakuumisolationspaneele (VIP)

Endenergieverbrauch

Erzeugung von Kälte

Altersverteilung Kühl‐/Gefriergeräte

Wie komme ich unter 0,030 W/mK?

Möglichkeit 1: benutze ein anderes Füllgas als Luft => PU-Schäume (0,020 W/mK)

Möglichkeit 2: verringere Porendurchmesser unter 1 µm (=> 0,014 – 0,020 W/mK)

Möglichkeit 3: verringere Luftdruck um mehrere Zehnerpotenzen (0,002 – 0,008 W/mK)=> Vakuumdämmung

- Aerogele- pyrogene Kieselsäurepulver

0,1 µm

SiO2Skelett

Freies Luftmolekül

Bessere Wärmedämmung: Superisolation

Mineralwolle,Styropor

PU-Schaum(Pentane)

MicroporösesSilica, Aerogele

Polyurethan-Schaum

Silica - Platte Silica -Pulver Glasfaser

Evakuierte Isolationen (VIP)

Wärmeleitfäh

igkeitλ/mW/mK

Evakuierte und nicht‐evakuierte Dämmstoffe

Konventionelle Isolationen

Kryotechnik,Dewar, Thermoskanne VIP: Last 10 t/m²

Siegelung

Hochbarrierefilm

VliesKern: Silica‐Pulver

ThermoskanneVakuumisolationspaneel (VIP)

“Thermoskanne in Plattenform”

Vakuumisolationspaneele

0

5

10

15

20

25

30

35

0.01 0.1 1 10 100 1000

Gasdruck/mbar

Produktion va-Q-vipva-Q-plus

Produktion va-Q-purva-Q-mic

Silica PlusSilica

Wär

mel

eitf ä

hig k

eit λ

[mW

/mK

] PURGlasfaser

Luftdruckabhängige Wärmeleitfähigkeit

Unterschiedliche VIP‐Formen

Anwendung VIP in Kühl‐ und Gefriergeräten

Außenwand

Fixierung(z.B. doppelseitigesKlebeband)

VIP

Schaumeinlass

PU-SchaumElastocool

Innenwand

“va‐Q‐plus” für Kühl‐/Gefriergeräte

Seitenteildämmung für Kühlschrankbereit für den Versand

Qualitäts‐Check:Prüfung des Vakuums

Sensor

Referenz: A+ Kühlgerät

Belegen von 85% der Fläche von Seitenwänden und Tür eines Einbaugerätes mit VIPs der Stärken  10 mm (1), 15 mm (2) und 20 mm (3) 

Studie Forschungsstelle f. EnergiewirtschaftEffizienzbetrachtung VIPs für Kühlgeräte

Klasse: A+           A+         A++         A++

Kostenbetrachtung Verbraucher

Vergleich Herstellkosten VIP –EEG‐Vergütung Strom

Theoretisches Einsparpotential

Annahme: sofortiger Austausch aller Geräte

Varianten 10, 15 und 20 mm VIP in Einbaugerät

• va‐Q‐plus Panels an den Seiten und im Dach (ca. 80 % der Fläche) 

• vorgestellt bei  IAA Nutzfahrzeuge 2010 in Hannover

Weitere Anwendungsmöglichkeiten:Kühltransporter

Konventionelle Dämmung (Styropor) Vakuumisolation (VIP)

Thermisch isolierte Verpackungen

gleiches Nutzvolumen

va‐Q‐box va‐Q‐pack va‐Q‐multipack va‐Q‐Tcon³

va‐Q‐bag

va‐Q‐case

va‐Q‐tainer EUROva‐Q‐sol va‐Q‐tainer US va‐Q‐tainer XL

• Kleine Einwegbehälter bis zu großen Luftfrachtcontainern

• Performance:  etwa vier Tage wird gewünschte Temperaturohne aktive Komponente gehalten

Transportbehälter für Kühllogistik

• VIPs (Vakuum‐Isolations‐ Paneele) ‐ extrem gute Wärmedämmung beigeringstem Platzverbrauch

• PCM (Phase Change Material)‐ Speichert etwa zehn mal mehr Energie durchPhasenwechsel als übliche Materialien(fest ↔ flüssig wie Übergang Eis↔Wasser)

‐ erhältlich für unterschiedlicheÜbergangstemperaturen

VIPs und PCMs sinddie Schlüsseltechnologie für thermische Energieeffizienz

Kombination VIP und PCM

va‐Q‐tainer XL

• extreme thermische und mechanische Anforderungen→ 100% Risikoabdeckung

• Umweltaspekte: ‐ kein Trockeneis‐ wenig Kühlmedium‐ lange Lebensdauer‐ Multi‐Use

va‐Q‐tainer Flugzeugtransport

→ excellente Performanceauch unter schwierigenBedingungen

Firma va‐Q‐tec AG

Ausgründung aus Forschungsinstitut ZAE Bayern/Würzburg in 2000/2001

Zur Zeit 150 Mitarbeiter in zwei Standorten (Würzburg und Kölleda/Thüringen)

Herstellung von VIPs, PCMs und thermisch hochisolierten Transportbehältern für unterschiedlichste Anwendungen

Werk Kölleda

1 großes Windrad oder 20 Fußballfelder Photovoltaik

va‐Q‐tec Kölleda ‐ ein 300 MW Sparkraftwerk

120 große Windräder oder 2400 Fußballfelder Photovoltaik= 300 MW oder 1 Sparkraftwerk va‐Q‐tec Kölleda

2.5 MW Leistung

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!